何值。鰭的高度可以在約1nm和約10nm之間。在其他應(yīng)用中局域化區(qū)域的高度可以具有類似值或者可以更大，例如一直到約5微米的任何值。
[0042]根據(jù)一些實(shí)施例，溝槽312可以由填充材料320填充。在填充溝槽前，硬掩膜305可以被去除或者可以不被去除。填充材料320可以是可以承受高熱處理步驟(例如，在一些實(shí)施例中高達(dá)約800°C的溫度、在一些實(shí)施例中高達(dá)約900°C的溫度、在一些實(shí)施例中高達(dá)約1000°C以及在一些實(shí)施例中高達(dá)約1200°C的溫度)的任何合適的材料。在一些實(shí)施方式中，填充材料可以包括氧化物或者氮化物。填充材料305可以對(duì)半導(dǎo)體襯底310的鄰近區(qū)域呈現(xiàn)刻蝕選擇性。在一些實(shí)施方式中，溝槽可以被過(guò)填充并且襯底被平整化(例如，經(jīng)由化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝)以獲得基本上平坦的表面，如圖3C所繪。
[0043]根據(jù)一些實(shí)施例，填充材料320可以使用任何合適的刻蝕工藝(例如，各向異性反應(yīng)離子刻蝕)被回刻蝕或者凹陷以便暴露鰭315的部分，如圖3D所繪。刻蝕可以是基于填充材料的已知的刻蝕速率的定時(shí)刻蝕。例如，近似上半部分或者更多的鰭可以被暴露?？涛g工藝可以以比襯底材料顯著更高的刻蝕速率選擇性地刻蝕填充材料，并且可以不刻蝕硬掩膜材料305。
[0044]然后可以在鰭的暴露部分之上形成覆蓋層330，如圖3E所繪。覆蓋層可以對(duì)填充材料320和襯底310呈現(xiàn)刻蝕選擇性。根據(jù)一些實(shí)施例，覆蓋層330可以包括氮化硅，填充材料可以包括氧化硅，而襯底可以包括硅，但在其他實(shí)施例中可以使用其他材料。覆蓋層330可以通過(guò)任何合適的方式沉積。根據(jù)一些實(shí)施例，覆蓋層由保形沉積工藝沉積，例如，等離子體沉積工藝、化學(xué)氣相沉積工藝或者原子層沉積工藝。覆蓋層可以被沉積到在襯底的暴露表面之上基本上均勻的厚度。在一些實(shí)施例中，覆蓋層330的厚度可以在Inm和50nm之間。
[0045]隨后，覆蓋層330可以被刻蝕以去除水平部分，如圖3F所繪。例如，各向異性刻蝕(RIE)可以被使用和定時(shí)以刻蝕穿過(guò)覆蓋層330的厚度。在刻蝕后覆蓋層的側(cè)壁部分335可以保留。在一些實(shí)施方式中，傳統(tǒng)上用于形成FET柵極間隔物的任何合適的間隔物工藝可以用于形成側(cè)壁部分335。隨后，填充材料320可以被刻蝕以去除大部分填充材料，如圖3G所圖示。填充材料的薄層可以保留在溝槽的底部。薄層可以防止后續(xù)與溝槽312的基底處的襯底310接觸的轉(zhuǎn)變材料340的形成。在一些實(shí)施例中，所有填充材料320可以被去除。如圖3所圖示，在回刻蝕填充材料320后，鰭的下部部分變得暴露。
[0046]然后轉(zhuǎn)變材料340可以被形成直接接觸鰭的暴露的區(qū)域，如圖3H所繪。轉(zhuǎn)變材料可以具有與襯底310的化學(xué)成分不同的化學(xué)成分。根據(jù)一些實(shí)施例，轉(zhuǎn)變材料340包括如下這樣的化學(xué)成分，當(dāng)該化學(xué)成分被引入襯底的鄰近區(qū)域時(shí)，在它被引入的區(qū)域中引起應(yīng)力。在一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)變材料可以包括襯底材料的摻雜變體。作為非限制的示例，襯底310可以是體Si并且轉(zhuǎn)變材料340可以是SiGe。來(lái)自SiGe的鍺，當(dāng)被引入體Si時(shí)，可以在其被引入的Si的區(qū)域中引起應(yīng)力。
[0047]轉(zhuǎn)變材料340可以通過(guò)任何合適的方式形成。例如，在一些實(shí)施例中轉(zhuǎn)變材料可以通過(guò)外延生長(zhǎng)形成以產(chǎn)生基本上晶體的結(jié)構(gòu)。在其他實(shí)施例中，轉(zhuǎn)變材料340可以通過(guò)沉積工藝形成，例如，等離子體沉積或者原子層沉積工藝。因?yàn)檗D(zhuǎn)變材料340將不被用作器件的有源區(qū)域，所以轉(zhuǎn)變材料不必具有高的晶體質(zhì)量。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)變材料可以是非晶的。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)變材料可以是半導(dǎo)體材料，而在其他實(shí)施例中轉(zhuǎn)變材料可以不是半導(dǎo)體材料。
[0048]如果通過(guò)外延形成，則轉(zhuǎn)變材料可以具有高濃度的化學(xué)成分，該化學(xué)成分被引入鄰近襯底區(qū)域中。轉(zhuǎn)變材料中的化學(xué)成分的濃度可以高到使得引起在轉(zhuǎn)變材料340中形成缺陷。根據(jù)一些實(shí)施例，轉(zhuǎn)變材料包括通過(guò)外延生長(zhǎng)形成的摻雜鍺的硅，其中在形成的結(jié)構(gòu)中Ge的濃度在10%和60%之間。轉(zhuǎn)變材料中的缺陷密度可以高于通常在半導(dǎo)體器件中將另外容許的密度。例如，在一些實(shí)施例中缺陷密度可以高于13缺陷/cm2、在一些實(shí)施例中高于15缺陷/cm2、在一些實(shí)施例中高于17缺陷/cm2以及在一些實(shí)施例中還高于10 9缺陷/cm2。在一些實(shí)施方式中，缺陷密度可以高于101°缺陷/cm2。在一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)變材料中的缺陷密度可以具有小于16缺陷/cm2的值。
[0049]在轉(zhuǎn)變材料形成后，溝槽可以使用第二填充材料325填充并且隨后被平整化，如圖31所繪。第二填充材料可以與填充材料320相同或者不同。第二填充材料325可以是也可以承受高熱處理步驟(例如，在一些實(shí)施例中高達(dá)約800°C的溫度、在一些實(shí)施例中高達(dá)約900°C的溫度、在一些實(shí)施例中高達(dá)約1000°C的溫度以及在一些實(shí)施例中高達(dá)約1200°C的溫度)的任何合適的材料。在一些實(shí)施方式中，第二填充材料可以包括氧化物或者氮化物。第二填充材料325可以對(duì)半導(dǎo)體襯底310的鄰近區(qū)域和對(duì)來(lái)自轉(zhuǎn)變材料的化學(xué)成分引入其中的襯底的區(qū)域呈現(xiàn)刻蝕選擇性。第二填充材料325在后續(xù)加熱步驟中可以對(duì)鰭提供機(jī)械支撐。
[0050]襯底可以被加熱到高溫以便將來(lái)自轉(zhuǎn)變材料340的化學(xué)成分凝聚到鄰近的襯底310的局域化區(qū)域中，以便產(chǎn)生具有不同化學(xué)成分的轉(zhuǎn)變區(qū)域350，如圖3J所繪。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)變工藝可以通過(guò)氧化轉(zhuǎn)變材料340而被激活。例如，轉(zhuǎn)變材料340可以包括SiGe，SiGe在高溫下氧化以形成S12并且將Ge凝聚或者驅(qū)趕到襯底的鄰近鰭區(qū)域中。在一些實(shí)施例中，凝聚到鄰近區(qū)域350中的化學(xué)成分跨該區(qū)域可以具有非均勻濃度。例如，凝聚成分Ge的濃度可以在轉(zhuǎn)變區(qū)域350的邊緣處最高而在該區(qū)域的中心處最低。
[0051]轉(zhuǎn)變區(qū)域350可以具有與具有類似化學(xué)成分的外延生長(zhǎng)區(qū)域不同的結(jié)構(gòu)，并且其在襯底內(nèi)的配置可以與外延生長(zhǎng)層不同。例如，轉(zhuǎn)變區(qū)域在晶格內(nèi)間隙位置(而不是替代位置)處可以包括比外延生長(zhǎng)區(qū)域的情況更高的濃度的雜質(zhì)原子。此外，轉(zhuǎn)變區(qū)域可以不像外延層那樣跨襯底均勻地?cái)U(kuò)展。例如，一些轉(zhuǎn)變區(qū)域350可以橫向上終止到半導(dǎo)體層中，像圖3J中描繪的外部轉(zhuǎn)變區(qū)域353。X射線衍射譜可以區(qū)分轉(zhuǎn)變區(qū)域和外延生長(zhǎng)區(qū)域。
[0052]襯底的轉(zhuǎn)變區(qū)域350 (也稱為應(yīng)變引起區(qū)域或者應(yīng)變引起部分)可以在應(yīng)力下形成，因?yàn)閬?lái)自轉(zhuǎn)變材料的雜質(zhì)被凝聚到該區(qū)域中。在加熱和轉(zhuǎn)變工藝期間，應(yīng)變引起區(qū)域可以弛豫，例如通過(guò)彈性弛豫或者塑性弛豫。弛豫可以將應(yīng)變施加到鄰近區(qū)域。例如，轉(zhuǎn)變成SiGe成分的Si可以具有與鄰近的Si失配的不同的晶格常數(shù)。失配導(dǎo)致應(yīng)力。因?yàn)轹捒梢跃哂杏邢揲L(zhǎng)度和從襯底310抬升的結(jié)構(gòu)(例如，自由端)，所以鰭的轉(zhuǎn)變部分350可以弛豫以適應(yīng)應(yīng)力。該弛豫將應(yīng)變施加到鰭的鄰近(上部)部分。在鰭的基底處將Si轉(zhuǎn)變成SiGe的上述示例中，鰭可以弛豫使得鰭的非轉(zhuǎn)變部分360主要沿其長(zhǎng)度方向經(jīng)受張應(yīng)變。其他實(shí)施例可以使用其他半導(dǎo)體材料的其他材料組合以將張應(yīng)變或者壓應(yīng)變施加到鄰近區(qū)域。
[0053]如圖3K所圖示，第二填充材料325和第一填充材料320可以被回刻蝕以便暴露鰭的至少非轉(zhuǎn)變(上部)部分。側(cè)壁部分335和其余硬掩膜材料305也可以被去除。在一些實(shí)施例中，填充材料被回刻蝕以暴露轉(zhuǎn)變區(qū)域350中的一些或者全部，以便允許轉(zhuǎn)變區(qū)域的進(jìn)一步弛豫。側(cè)壁部分335和填充材料的去除通過(guò)允許轉(zhuǎn)變區(qū)域的額外的弛豫可以增加鰭的非轉(zhuǎn)變部分中的應(yīng)變的量。
[0054]包括柵極導(dǎo)體370和柵極絕緣體372的柵極結(jié)構(gòu)可以在鰭之上形成以限定溝道區(qū)域，如圖3L至圖30所圖示。在一些實(shí)施例中，可以使用傳統(tǒng)上用于在鰭上形成柵極結(jié)構(gòu)的任何合適的工藝步驟形成柵極結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，圖3K中描繪的絕緣體325的回刻蝕可以僅在其中將要形成柵極導(dǎo)體和柵極氧化物的區(qū)域處進(jìn)行。例如，可以在圖3J的絕緣體325(其可以被平整化或者可以不被平整化)之上圖形化光刻膠(未示出)，以便在柵極結(jié)構(gòu)位置處的光刻膠中形成開(kāi)口。絕緣體325可以然后被刻蝕以暴露鰭的溝道區(qū)域。絕緣體325的刻蝕區(qū)域可以表現(xiàn)為垂直于鰭的長(zhǎng)度方向延伸的溝槽。在一些實(shí)施例中，刻蝕可以停止在接近在鰭的非轉(zhuǎn)變部分360和轉(zhuǎn)變區(qū)域350之間的界面處。在一些實(shí)施方式中，刻蝕可以擴(kuò)展越過(guò)界面以暴露轉(zhuǎn)變區(qū)域350中的至少一些區(qū)域。
[0055]在溝道區(qū)域被暴露的情況下，可以使用任何合適的工藝在溝道